CN114802235A - 车辆控制方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆控制方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备。该方法包括：确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值；基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩；将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。本发明解决了现有技术中当车辆偏离车道时，仅基于当前时刻的车辆信息对车辆进行横向控制造成的控制效果差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子智能领域，具体而言，涉及一种车辆控制方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备。
背景技术
现有国家汽车保有量日益增加，汽车行驶安全越来越成为大家关注的安全问题，特别是高速或类似高速的公路行驶环境中，驾驶员长时间行驶就会出现注意力不集中，很容易导致车辆无意识偏离车道的情况发生，存在极大的安全隐患，因此，相关的车辆自动偏离纠正方案应运而生。
车辆自动偏离纠正方案能在驾驶员无意识或疲劳驾驶导致的车辆压线时，根据自车与道路信息，通过控制算法计算给方向盘施加一定转矩或转角，使车辆重新回到车道中，从而更好的保护驾驶安全。
目前，现有的车辆自动偏离纠正方案多采用当前时刻车辆与车道中心线的横向误差，或者当前时刻自车压车道线的压线权重因子，来控制车辆回到当前车道。但是往往纠正完之后车辆会偏向另一侧，大都难以保证纠正动作完之后车辆可以自动沿车道线行驶，从而存在不安全因素。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种车辆控制方法、装置、计算机可读存储介质及电子设备，以至少解决现有技术中当车辆偏离车道时，仅基于当前时刻的车辆信息对车辆进行横向控制造成的控制效果差的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车辆控制方法，包括：确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值；基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩；将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
进一步地，车辆控制方法还包括：基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差；基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差；基于目标距离误差以及目标角度误差预估目标偏离值。
进一步地，车辆控制方法还包括：确定目标时刻与当前时刻的时间差值；根据车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线在预设方向的车道线位置，其中，预设方向与目标车辆的水平轴线方向相对应，车道线位置为车道中心线相对于目标车辆的位置；根据车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻目标车辆在预设方向的车辆位置；基于车道线位置以及车辆位置，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差。
进一步地，车辆控制方法还包括：对车道线轨迹函数进行函数转换，得到目标车道线轨迹函数；根据目标车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车道线角度；对车辆轨迹函数进行函数转换，得到目标车辆轨迹函数；根据目标车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车辆角度；基于车道线角度以及车辆角度，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差。
进一步地，车辆控制方法还包括：对车道线轨迹函数进行函数转换，得到目标车道线轨迹函数；根据目标车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车道线角度；对车辆轨迹函数进行函数转换，得到目标车辆轨迹函数；根据目标车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车辆角度；基于车道线角度以及车辆角度，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差。
进一步地，车辆控制方法还包括：获取第一权重系数和第二权重系数，其中，第一权重系数用于表征当前距离误差以及当前角度误差的重要程度，第二权重系数用于表征目标距离误差以及目标角度误差的重要程度；基于第一权重系数、第二权重系数、当前距离误差以及目标距离误差确定第一数值；基于第一权重系数、第二权重系数、当前角度误差以及目标角度误差确定第二数值；基于第一数值以及第二数值确定目标转矩。
进一步地，车辆控制方法还包括：在将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩之后，确定目标车辆在目标当前时刻与车道中心线的目标当前距离误差以及目标当前角度误差；在目标当前距离误差大于第一阈值，或者目标当前角度误差大于第二阈值的情况下，确定目标车辆在第一目标时刻与车道中心线的第一目标偏离值；基于目标当前距离误差、目标当前角度误差以及第一目标偏离值，确定第一目标转矩；将目标车辆的目标当前转矩调整为第一目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
进一步地，车辆控制方法还包括：确定相对位置，其中，相对位置表征目标车辆的前轮是否处于车道线的压线范围内；根据相对位置以及目标车辆的当前转矩，确定目标车辆是否压线；在确定目标车辆压线的情况下，确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种车辆偏离装置，包括：第一确定模块，用于确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；预估模块，用于基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值；第二确定模块，用于基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩；处理模块，用于将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述的车辆控制方法。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述的车辆控制方法。
在本发明实施例中，采用基于当前时刻的车辆信息和目标时刻的车辆信息确定目标转矩的方式，通过确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值，并基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值，然后基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩，从而将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
在上述过程中，基于确定的当前偏离值和预估的目标偏离值确定目标转矩，实现了将当前时间点车辆在道路上的行驶情况，以及所预估的在未来时间点车辆在道路上的行驶情况作为参考信息来确定目标转矩，从而使得目标转矩的数值更加准确，避免了现有技术中当车辆偏离车道时，仅采用当前时刻车辆与车道中心线的横向误差，或者当前时刻车辆压车道线的压线权重因子来确定目标转矩，以控制车辆回到车道中心线所对应的范围所造成控制完成之后车辆会偏向另一侧的问题。进而在将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩后，保证了车辆能够更好的沿车道线中心线行驶，减少了在一次控制后车辆直接压向另一侧车道线的概率，从而提高了驾驶安全性。
由此可见，本申请所提供的方案达到了采用基于当前时刻的车辆信息和目标时刻的车辆信息确定目标转矩的目的，从而实现了提高驾驶安全性的技术效果，进而解决了现有技术中当车辆偏离车道时，仅基于当前时刻的车辆信息对车辆进行横向控制造成的控制效果差的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的车辆控制方法的示意图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的车辆控制方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的坐标系的示意图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的目标车辆行驶的示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的车辆控制装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
根据本发明实施例，提供了一种车辆控制方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种可选的车辆控制方法的示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值。
在步骤S102中，可以通过电子设备、处理器、应用***等装置确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值，在本实施例中，通过控制***确定前述的当前偏离值。其中，目标车辆可以是汽车、公交车等四轮车辆，也可以是三轮车等非四轮车辆。
可选的，如图2所示，在确定前述的当前偏离值之前，控制***可以通过摄像头采集汽车前方道路环境信息，并由摄像头通过深度学习算法得到该道路的车道线信息，以使控制***获取。其中，车道线信息可以是左侧车道线信息和右侧车道线信息，也可以是车道中心线信息。
进一步地，控制***可以基于前述的车道线信息确定车道中心线轨迹函数，并以目标车辆当前时刻的自车位置作为原点建立坐标系，从而确定车道中心线在当前时刻相对于前述原点的位置和角度，进而可以基于前述确定的位置和角度确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值。其中，当前偏离值至少包括当前距离误差和当前角度误差。可选的，控制***也可以以当前时刻的其它点位作为原点建立坐标系，其它点位可以是车道中心线上的某一点、道路上的某一点位或是其它静止点位。
需要说明的是，通过确定目标车辆在当前时刻的车辆信息，以便于后续准确的确定目标转矩。
步骤S104，基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值。
在步骤S104中，当前行驶信息至少包括目标车辆在当前时刻的当前车速以及车辆横摆角速度，控制***可以基于当前行驶信息确定车辆轨迹函数，从而基于车辆轨迹函数和前述车道中心线轨迹函数确定目标车辆以及车道中心线在目标时刻相对于前述原点的位置和角度，进而可以基于前述确定的位置和角度确定目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值。其中，目标时刻用于表征还未到达的时刻，目标时刻可以是当前时刻的后1s，后2s或其它时间，目标偏离值至少包括目标距离误差和目标角度误差。
需要说明的是，通过确定目标车辆在目标时刻的车辆信息，以便于后续更加准确的确定目标转矩。
步骤S106，基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩。
在步骤S106中，当控制***确定了当前偏离值和目标偏离值后，控制***可以对当前偏离值和目标偏离值分别设定对应的权重系数，从而基于前偏离值和目标偏离值以及分别对应的权重系数确定目标转矩或是目标转角。可选的，控制***也可以对当前偏离值和目标偏离值采用不同的算法，得到不同的数值结果，从而结合前述不同的数值结果确定目标转矩。且需要说明的是，在计算过程中，控制算法还可以对当前偏离值和目标偏离值进行预处理，如归一化等数据处理方法，以便得到更准确的目标转矩。
需要说明的是，基于当前偏离值和目标偏离值确定目标转矩，实现了将当前时间点车辆在道路上的行驶情况，以及所预估的在未来时间点车辆在道路上的行驶情况作为参考信息来确定目标转矩，从而使得目标转矩的数值更加准确，避免了现有技术中当车辆偏离车道时，仅采用当前时刻车辆与车道中心线的横向误差，或者当前时刻车辆压车道线的压线权重因子来确定目标转矩，以控制车辆回到车道中心线所对应的范围所造成控制完成之后车辆会偏向另一侧的问题，从而提高了驾驶员的行车安全性。
步骤S108，将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
在步骤S108中，当确定了目标转矩后，控制***可以对目标转矩进行一定预处理后发送给目标车辆的相关转向机构，从而将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以实现对目标车辆的横向控制，使得目标车辆可以回归到车道中心线所对应的范围内行驶。其中，前述的对目标转矩的预处理可以是滤波、限幅等处理方法。
通过将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，可以很好的保证车辆在一次调整后，尽量沿车道线中心行驶，减少了在一次控制后车辆直接压向另一侧车道线的概率，从而提高了驾驶安全性。
基于上述步骤S102至步骤S108所限定的方案，可以获知，在本发明实施例中，采用基于当前时刻的车辆信息和目标时刻的车辆信息确定目标转矩的方式，通过确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值，并基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值，然后基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩，从而将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
容易注意到的是，在上述过程中，基于确定的当前偏离值和预估的目标偏离值确定目标转矩，实现了将当前时间点车辆在道路上的行驶情况，以及所预估的在未来时间点车辆在道路上的行驶情况作为参考信息来确定目标转矩，从而使得目标转矩的数值更加准确，避免了现有技术中当车辆偏离车道时，仅采用当前时刻车辆与车道中心线的横向误差，或者当前时刻车辆压车道线的压线权重因子来确定目标转矩，以控制车辆回到车道中心线所对应的范围所造成控制完成之后车辆会偏向另一侧的问题。进而在将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩后，保证了车辆能够更好的沿车道线中心线行驶，减少了在一次控制后车辆直接压向另一侧车道线的概率，从而提高了驾驶安全性。
由此可见，本申请所提供的方案达到了采用基于当前时刻的车辆信息和目标时刻的车辆信息确定目标转矩的目的，从而实现了提高驾驶安全性的技术效果，进而解决了现有技术中当车辆偏离车道时，仅基于当前时刻的车辆信息对车辆进行横向控制造成的控制效果差的技术问题。
在一种可选的实施例中，在确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值的过程中，控制***可以确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差，并确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前角度误差，从而基于当前距离误差以及当前角度误差确定当前偏离值。
其中，在确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差的过程中，控制***可以先确定相对位置，然后根据相对位置以及目标车辆的当前转矩，确定目标车辆是否压线，从而在确定目标车辆压线的情况下，确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差。其中，相对位置表征目标车辆的前轮是否处于车道线的压线范围内。
在本实施中，优选的，如图2、图3所示，控制***基于自车位置信息，以目标车辆在当前时刻的后轴中心作为原点建立坐标系，并以垂直于后轴且穿过原点的纵线作为x轴，前向为正，以后轴作为y轴，左向为正，其中，前述的后轴为目标车辆上用于连接后方轮胎的车轴。由此，前述摄像头基于深度学习算法得到道路车道线信息可以表示为如下的车道线轨迹函数：
y左＝C3×x1 3+C2×x1 2+C1×x1+C0
其中，y左表示左侧车道线方程，C3、C2、C1、C0为摄像头基于深度学习算法确定的系数，x1表示左/右侧车道线在x轴上的位置。
y右＝C3′×x1 3+C2′×x1 2+C1′×x1+C0′
其中，y右表示右侧车道线方程，C3′、C2′、C1′、C0′为摄像头基于深度学习算法确定的系数。
进一步地，当确定了坐标系和车道线轨迹函数之后，控制***可以基于坐标系和车道线轨迹函数确定相对位置。具体地，设目标车辆的轮距为D，轴距为L，其中，轮距用于表征目标车辆在同一x轴方向上的轮胎之间的距离，轴距用于表征目标车辆前轴和后轴之间的距离。因此，当目标车辆为汽车等四轮车辆时，目标车辆的右前轮坐标可以表示为(-D/2，L)，此时，若x2＝L的情况下，y右≥-D/2，则确定相对位置表征目标车辆的右前轮处于车道线的压线范围内，反之确定目标车辆的右前轮未处于车道线的压线范围内。
进一步地，如图2所示，当确定目标车辆的右前轮处于车道线的压线范围内时，确定目标车辆的当前转矩或方向盘转角，若当前转矩的转矩方向或方向盘转角的转角方向为非向右方向，则确定驾驶员没有右转或右变道意图，此时判断驾驶员无意识压线，触发对目标车辆的主动横向控制功能，即开始对目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差进行计算。反之，若当前转矩的转矩方向或方向盘转角的转角方向为向右方向，则确定驾驶员有右转或右变道意图，不触发对目标车辆的主动横向控制功能。
同理，目标车辆的左前轮坐标可以表示为(D/2，L)，此时，若x1＝L的情况下，y左≤D/2，则确定相对位置表征目标车辆的左前轮处于车道线的压线范围内，反之确定目标车辆的左前轮未处于车道线的压线范围内。
进一步地，如图2所示，当确定目标车辆的左前轮处于车道线的压线范围内时，确定目标车辆的当前转矩或方向盘转角，若当前转矩的转矩方向或方向盘转角的转角方向为非向左方向，则确定驾驶员没有左转或左变道意图，此时判断驾驶员无意识压线，触发对目标车辆的主动横向控制功能，即开始对目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差进行计算。反之，若当前转矩的转矩方向或方向盘转角的转角方向为向左方向，则确定驾驶员有左转或左变道意图，不触发对目标车辆的主动横向控制功能。
可选的，如图2所示，控制***还可以获取目标车辆的油门信息和控制***的故障信息，并在油门信息表征目标车辆在行驶过程中且控制***为发生故障时，进行前述判断，即判断目标车辆是否压线或执行相应控制。
可选的，当目标车辆为三轮车等三轮车辆时，目标车辆的前轮坐标可以表示为(0，L)，右后轮坐标可以表示为(-D/2，0)，左后轮坐标可以表示为(D/2，L)，其对目标车辆是否压线的判断方法与前述方法相同，故此处不再赘述。
需要说明的是，通过结合目标车辆与车道线的相对位置以及当前转矩判断车辆是否压线，实现了对用于表征实际压线结果的客观因素以及用于表征驾驶员驾驶意图的主观因素的结合，从而能够更加准确的判断是否需要目标车辆自身开启主动控制，进而使得本申请更加贴合实际应用情况，提高了本申请的适用性。
可选的，如图2所示，当触发了对目标车辆的主动控制功能，控制***可以先基于前述的车道线轨迹函数拟合车道中心线轨迹函数，公式如下：
y中心线＝y左+y右
其中，y中心线表示车道中心线轨迹函数，y左、y右表示车道线轨迹函数。
并基于当前行驶信息确定车辆轨迹函数，公式如下：
y自车＝(2×ω/V)×x2 2
其中，y自车表示车辆轨迹函数，V表示目标车辆在当前时刻的当前车速，ω表示车辆横摆角速度，x2表示目标车辆在x轴上的位置。
由此，如图4所示，控制***可以基于如下公式确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差：
Δd1＝y中心线(x1＝0)-y自车(x2＝0)
其中，Δd1表示当前距离误差，y中心线(x1＝0)表示在当前时刻车道中心线在y轴上的当前车道线位置，y自车(x2＝0)表示在当前时刻目标车辆在y轴上的车辆位置，其中，y自车(x2＝0)＝0。
之后，对车道线轨迹函数以及车辆轨迹函数分别进行函数处理，优选的，对车道线轨迹函数以及车辆轨迹函数分别进行一次求导，得到目标车道线轨迹函数和目标车辆轨迹函数，并将目标车道线轨迹函数基于前述的拟合方法进行拟合，得到目标车道中心线轨迹函数。
如图2、图4所示，并基于如下公式确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前角度误差：
Δθ1＝y′中心线(x1＝0)-y自车′(x2＝0)
其中，Δθ1表示当前角度误差，y′中心线表示目标车道中心线轨迹函数，y′中心线(x1＝0)表示在当前时刻车道中心线相对于y轴的当前车道线角度，y自车′表示目标车辆轨迹函数，y自车′(x2＝0)表示在当前时刻目标车辆相对于y轴上的当前车辆角度，其中，y自车′(x2＝0)＝0。
进而可以基于当前距离误差以及当前角度误差确定当前偏离值。可选的，控制***也可以依据其它方法，确定前述的当前距离误差以及当前角度误差，例如，基于激光雷达等探测设备、摄像头等图像采集装置进行定位分析，从而确定当前距离误差以及当前角度误差，进而得到当前偏离值。
需要说明的是，通过对目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差和当前角度误差进行计算，可以更准确的体现目标车辆在当前时刻与车道中心线的位置关系，从而便于后续更准确的计算目标转矩。
在一种可选的实施例中，控制***还可以基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值。可选的，控制***可以基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差，并基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差，从而基于目标距离误差以及目标角度误差预估目标偏离值。
具体地，控制***可以利用车道线轨迹函数以及基于当前行驶信息所确定的车辆轨迹函数，预估目标车辆和车道中心线分别在目标时刻的位置和角度，从而预估得到目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差，以及目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差，进而预估得到前述的目标偏离值。可选的，控制***也可以依据其它计算方法，预估得到前述的目标距离误差以及目标角度误差，从而与预估得到前述的目标偏离值。
需要说明的是，通过对目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差和目标角度误差进行计算，可以更准确的体现目标车辆在目标时刻与车道中心线的位置关系，从而便于后续更准确的计算目标转矩。
在一种可选的实施例中，在基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差的过程中，控制***可以确定目标时刻与当前时刻的时间差值，然后根据车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线在预设方向的车道线位置，并根据车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻目标车辆在预设方向的车辆位置，基于车道线位置以及车辆位置，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差。其中，预设方向与目标车辆的水平轴线方向相对应，车道线位置为车道中心线相对于目标车辆的位置。
其中，预设方向即为前述的y轴方向，前述的目标时刻中的车道线位置以及车辆位置均为相对于坐标原点，也即相对于当前时刻的车辆位置的位置。
可选的，控制***可以确定目标时刻与当前时刻的时间差值，从而可以基于时间差值以及当前行驶信息确定在当前时刻距离目标时刻的时间段内，目标车辆在x轴方向上的位移量，公式如下：
Δx＝V×Δt
其中，Δt表示时间差值，Δx表示在当前时刻距离目标时刻的时间段内，目标车辆在x轴方向上的位移量。在本实施例中，Δt优选为2s。
进一步地，如图2、图4所示，控制***可以基于如下公式预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差：
Δd2＝y中心线(x1＝Δx)-y自车(x2＝Δx)
其中，Δd2表示目标距离误差，y中心线(x1＝Δx)表示在目标时刻车道中心线在预设方向的车道线位置，y自车(x2＝Δx)表示在目标时刻目标车辆在预设方向的车辆位置。需要说明的是，车辆轨迹函数y自车为基于当前行驶信息所确定的，其确定方法与前述方法相同，故此处不再赘述。
需要说明的是，基于时间差值以及当前行驶信息，可以预估目标车辆以及目标车辆所对应的车道中心线在x轴上的位移量，从而利用车道线轨迹函数以及车辆轨迹函数准确的预估出目标车辆以及目标车辆所对应的车道中心线在y轴上的位置，进而实现了对目标距离误差的准确预估。
在一种可选的实施例中，在基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差的过程中，控制***可以对车道线轨迹函数进行函数转换，得到目标车道线轨迹函数，然后根据目标车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车道线角度，并对车辆轨迹函数进行函数转换，得到目标车辆轨迹函数，然后根据目标车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车辆角度，从而基于车道线角度以及车辆角度，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差。
可选的，控制***可以基于前述的函数处理方法和拟合方法，对车道线轨迹函数以及车辆轨迹函数进行响应的处理，得到目标车道中心线轨迹函数和目标车辆轨迹函数，故此处不再赘述。同时，控制***可以利用前述的计算方法，基于时间差值和车辆行驶信息确定在当前时刻距离目标时刻的时间段内，目标车辆在x轴方向上的位移量，故此处同样不再赘述。
之后，如图4所示，控制***可以基于如下公式预估目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前角度误差：
Δθ2＝y′中心线(x1＝Δx)-y自车′(x2＝Δx)
其中，Δθ2表示目标角度误差，y′中心线(x1＝Δx)表示在目标时刻车道中心线相对于预设方向的车道线角度，y自车(x2＝Δx)表示在目标时刻目标车辆相对于预设方向的车道线角度。
需要说明的是，基于时间差值以及当前行驶信息，可以预估目标车辆以及目标车辆所对应的车道中心线在x轴上的位移量，从而利用车道线轨迹函数以及车辆轨迹函数的相关函数准确的预估出目标车辆以及目标车辆所对应的车道中心线相对于y轴的角度，进而实现了对目标角度误差的准确预估。
在一种可选的实施例中，在基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩的过程中，控制***可以获取第一权重系数和第二权重系数，然后基于第一权重系数、第二权重系数、当前距离误差以及目标距离误差确定第一数值，并基于第一权重系数、第二权重系数、当前角度误差以及目标角度误差确定第二数值，从而基于第一数值以及第二数值确定目标转矩。其中，第一权重系数用于表征当前距离误差以及当前角度误差的重要程度，第二权重系数用于表征目标距离误差以及目标角度误差的重要程度。
其中，控制***可以从存储器、互联网、云服务器等预设的存储区域中获取第一权重系数和第二权重系数，其中，第一权重系数和第二权重系数可以为相关控制算法所标定好的参数，也可以为人工设定的参数或是基于深度学习算法所确定的参数。
可选的，控制***还可以获取与当前距离误差和目标距离误差对应的第一比例系数、第一积分系数，以及与当前角度误差和目标角度误差对应的第二比例系数、第二积分系数。其中，第一比例系数、第一积分系数、第二比例系数、第二积分系数可以为相关控制算法所标定好的参数。
进一步地，当确定了上述系数后，如图2所示，控制***可以基于双PI控制器模块，利用如下公式确定目标转矩：
其中，θtarget表示与目标转矩对应的目标转角，Kp1表示第一比例系数，KI1表示第一积分系数，Kp2表示第二比例系数，KI2表示第二积分系数，Q1表示第一权重系数，Q2表示第二权重系数。
表示第一数值，
表示第二数值。
需要强调的是，目标转矩与目标转角具有对应关系，控制***可以基于前述计算得到的目标转角直接确定目标转矩。同理，在本实施例中，控制***不仅可以对目标车辆的当前转矩进行调整，也可以基于本申请所提供的方法对目标车辆的当前转角进行调整。
进一步地，当确定了目标转矩或目标转角后，如图2所示，控制***可以对目标转矩或目标转角进行舒适性均值滤波与限幅处理，然后输出给目标车辆的转向机构，例如EPS(电动助力转向***，electric Power Steering)转向机构，以对目标车辆的当前转矩进行调整，实现对目标车辆的横向控制。
需要说明的是，通过对当前偏离值和目标偏离值分别设定权重系数，并依此计算目标转矩，实现了对目标转矩的准确计算，避免了现有技术中在对车辆控制后，车辆会偏向另一侧的问题，从而提高了驾驶安全性。
在一种可选的实施例中，在将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩之后，控制***可以确定目标车辆在目标当前时刻与车道中心线的目标当前距离误差以及目标当前角度误差，并在目标当前距离误差大于第一阈值，或者目标当前角度误差大于第二阈值的情况下，确定目标车辆在第一目标时刻与车道中心线的第一目标偏离值，然后基于目标当前距离误差、目标当前角度误差以及第一目标偏离值，确定第一目标转矩，从而将目标车辆的目标当前转矩调整为第一目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
可选的，如图2所示，在基于前述的方法对目标车辆的当前转矩进行了调整之后，控制***可以对目标车辆是否回到车道中心线所对应的范围内行驶进行判断。具体地，控制***可以获取第一阈值和第二阈值，其中，第一阈值和第二阈值可以是基于人工设定所确定的，也可以是基于深度学习算法或其它方法所确定。在本实施例中，第一阈值优选为0.2m，第二阈值优选为0.0005。
进一步地，控制***可以基于前述的在当前时刻的计算方法计算目标车辆在目标当前时刻与车道中心线的目标当前距离误差Δd3以及目标当前角度误差Δθ3，其中，目标当前时刻表征调整完当前转矩后，开始进行前述判断的时刻。
更进一步地，当Δd3≤0.02m且Δθ3≤0.0005时，确定目标车辆已回到车道中心线所对应的范围内行驶，此时，控制***退出对目标车辆的主动横向控制，结束本次纠偏动作，并重新采集道路信息和汽车行驶信息，以进行新一轮的判断和控制。
反之，当Δd3>0.02m或Δd3>0.0005时，确定目标车辆未回到车道中心线所对应的范围内行驶，此时，重新进行偏离值计算，即确定目标车辆在第一目标时刻与车道中心线的第一目标偏离值。其中，第一目标时刻为相对于目标当前时刻所到达的时刻。
再进一步地，控制***可以利用前述的确定目标转矩的方法，基于目标当前距离误差、目标当前角度误差以及第一目标偏离值，确定第一目标转矩，从而将目标车辆的目标当前转矩调整为第一目标转矩，实现对目标车辆的再次控制，并在调整后再次判断，直至确定目标车辆回到车道中心线所对应的范围内行驶。
需要说明的是，通过在调整完目标车辆的当前转矩后，对调整效果进行判断，避免了调整失误等现象发生，从而进一步地提高了驾驶安全性。
在本申请所提供的车辆控制方法中，通过车辆前方摄像头获取前方道路图像，并采用感知算法处理得到前方道路车道线信息，以判断当前自车前轮是否压左右侧车道线，并对驾驶员是否有转向意图进行确定。进一步地，在确定驾驶员无意识导致车辆压线，且有潜在与旁边车道碰撞风险时，可以基于车道线信息、自车位置信息、以及自车转向、速度、角速度信息，采用横向控制算法计算得到车辆此刻应该具有的目标转角或目标转矩，从而激活车辆自动横向控制功能，纠正车辆方向盘转角，使车辆回到自车车道。
本申请通过当前时刻车辆位置信息与车道线信息，同时结合目标时刻的车辆位置信息与车道线信息，可以很好的保证车辆一次纠偏动作后，尽量沿车道线中心行驶，减少一次纠偏动作后车辆直接压向另一侧车道线的概率，从而更好的保证驾驶员行车安全。
由此可见，本申请所提供的方案达到了采用基于当前时刻的车辆信息和目标时刻的车辆信息确定目标转矩的目的，从而实现了提高驾驶安全性的技术效果，进而解决了现有技术中当车辆偏离车道时，仅基于当前时刻的车辆信息对车辆进行横向控制造成的控制效果差的技术问题。
实施例2
根据本发明实施例，提供了一种车辆控制装置的实施例，其中，图5是根据本发明实施例的一种可选的车辆控制装置的示意图，如图5所示，该装置包括：
第一确定模块502，用于确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；
预估模块504，基于目标车辆的当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻偏离车道中心线的目标偏离值；
第二确定模块506，用于基于当前偏离值和目标偏离值，确定目标转矩；
处理模块508，用于将目标车辆的当前转矩调整为目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
需要说明的是，上述第一确定模块502、预估模块504、第二确定模块506以及处理模块508对应于上述实施例中的步骤S102至步骤S108，四个模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。
可选的，预估模块还包括：第一子预估模块，用于基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差；第二子预估模块，用于基于当前行驶信息，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差；第三子预估模块，用于基于目标距离误差以及目标角度误差预估目标偏离值。
可选的，第一子预估模块还包括：第一子确定模块，用于确定目标时刻与当前时刻的时间差值；第四子预估模块，用于根据车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线在预设方向的车道线位置，其中，预设方向与目标车辆的水平轴线方向相对应，车道线位置为车道中心线相对于目标车辆的位置；第五子预估模块，用于根据车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻目标车辆在预设方向的车辆位置；第六子预估模块，用于基于车道线位置以及车辆位置，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差。
可选的，第二子预估模块还包括：第一转换模块，用于对车道线轨迹函数进行函数转换，得到目标车道线轨迹函数；第七子预估模块，用于根据目标车道线轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车道线角度；第二转换模块，用于对车辆轨迹函数进行函数转换，得到目标车辆轨迹函数；第八子预估模块，用于根据目标车辆轨迹函数，基于时间差值以及当前行驶信息，预估目标时刻车道中心线相对于预设方向的车辆角度；第九子预估模块，用于基于车道线角度以及车辆角度，预估目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标角度误差。
可选的，第一确定模块还包括：第二子确定模块，用于确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差；第三子确定模块，用于确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前角度误差；第四子确定模块，用于基于当前距离误差以及当前角度误差确定当前偏离值。
可选的，第三确定模块还包括：获取模块，用于获取第一权重系数和第二权重系数，其中，第一权重系数用于表征当前距离误差以及当前角度误差的重要程度，第二权重系数用于表征目标距离误差以及目标角度误差的重要程度；第五子确定模块，用于基于第一权重系数、第二权重系数、当前距离误差以及目标距离误差确定第一数值；第六子确定模块，用于基于第一权重系数、第二权重系数、当前角度误差以及目标角度误差确定第二数值；第七子确定模块，用于基于第一数值以及第二数值确定目标转矩。
可选的，车辆控制装置还包括：第八子确定模块，用于确定目标车辆在目标当前时刻与车道中心线的目标当前距离误差以及目标当前角度误差；第九子确定模块，用于在目标当前距离误差大于第一阈值，或者目标当前角度误差大于第二阈值的情况下，确定目标车辆在第一目标时刻与车道中心线的第一目标偏离值；第十子确定模块，用于基于目标当前距离误差、目标当前角度误差以及第一目标偏离值，确定第一目标转矩；子处理模块，用于将目标车辆的目标当前转矩调整为第一目标转矩，以控制目标车辆在车道中心线所对应的范围内行驶。
可选的，第二子确定模块还包括：第十一子确定模块，确定相对位置，其中，相对位置表征目标车辆的前轮是否处于车道线的压线范围内；第十二子确定模块，用于根据相对位置以及目标车辆的当前转矩，确定目标车辆是否压线；第十三子确定模块，用于在确定目标车辆压线的情况下，确定目标车辆在当前时刻与车道中心线的当前距离误差。
实施例3
根据本发明实施例的另一方面，还提供了计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，计算机程序被设置为运行时执行上述的车辆控制方法。
实施例4
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种电子设备，电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，程序被设置为运行时执行上述的车辆控制方法。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种车辆控制方法，其特征在于，包括：
确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；
基于所述目标车辆的当前行驶信息，预估所述目标车辆在目标时刻偏离所述车道中心线的目标偏离值；
基于所述当前偏离值和所述目标偏离值，确定目标转矩；
将所述目标车辆的当前转矩调整为所述目标转矩，以控制所述目标车辆在所述车道中心线所对应的范围内行驶。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标车辆的当前行驶信息，预估所述目标车辆在目标时刻偏离所述车道中心线的目标偏离值，包括：
基于所述当前行驶信息，预估所述目标车辆在所述目标时刻与所述车道中心线的目标距离误差；
基于所述当前行驶信息，预估所述目标车辆在所述目标时刻与所述车道中心线的目标角度误差；
基于所述目标距离误差以及所述目标角度误差预估所述目标偏离值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述当前行驶信息，预估所述目标车辆在所述目标时刻与所述车道中心线的目标距离误差，包括：
确定所述目标时刻与所述当前时刻的时间差值；
根据车道线轨迹函数，基于所述时间差值以及所述当前行驶信息，预估所述目标时刻所述车道中心线在预设方向的车道线位置，其中，所述预设方向与所述目标车辆的水平轴线方向相对应，所述车道线位置为所述车道中心线相对于所述目标车辆的位置；
根据车辆轨迹函数，基于所述时间差值以及所述当前行驶信息，预估所述目标时刻所述目标车辆在所述预设方向的车辆位置；
基于所述车道线位置以及所述车辆位置，预估所述目标车辆在目标时刻与车道中心线的目标距离误差。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，基于所述当前行驶信息，预估所述目标车辆在所述目标时刻与所述车道中心线的目标角度误差，包括：
对所述车道线轨迹函数进行函数转换，得到目标车道线轨迹函数；
根据所述目标车道线轨迹函数，基于所述时间差值以及所述当前行驶信息，预估所述目标时刻所述车道中心线相对于所述预设方向的车道线角度；
对所述车辆轨迹函数进行函数转换，得到目标车辆轨迹函数；
根据所述目标车辆轨迹函数，基于所述时间差值以及所述当前行驶信息，预估所述目标时刻车道中心线相对于所述预设方向的车辆角度；
基于所述车道线角度以及所述车辆角度，预估所述目标车辆在目标时刻与所述车道中心线的目标角度误差。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值，包括：
确定所述目标车辆在所述当前时刻与所述车道中心线的当前距离误差；
确定所述目标车辆在所述当前时刻与所述车道中心线的当前角度误差；
基于所述当前距离误差以及所述当前角度误差确定所述当前偏离值。
6.根据权利要求5中所述的方法，其特征在于，基于所述当前偏离值和所述目标偏离值，确定目标转矩，包括：
获取第一权重系数和第二权重系数，其中，所述第一权重系数用于表征所述当前距离误差以及所述当前角度误差的重要程度，所述第二权重系数用于表征所述目标距离误差以及所述目标角度误差的重要程度；
基于所述第一权重系数、所述第二权重系数、所述当前距离误差以及所述目标距离误差确定第一数值；
基于所述第一权重系数、所述第二权重系数、所述当前角度误差以及所述目标角度误差确定第二数值；
基于所述第一数值以及所述第二数值确定目标转矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述目标车辆的当前转矩调整为所述目标转矩之后，所述方法还包括：
确定所述目标车辆在目标当前时刻与所述车道中心线的目标当前距离误差以及目标当前角度误差；
在所述目标当前距离误差大于第一阈值，或者所述目标当前角度误差大于第二阈值的情况下，确定所述目标车辆在第一目标时刻与所述车道中心线的第一目标偏离值；
基于所述目标当前距离误差、目标当前角度误差以及第一目标偏离值，确定第一目标转矩；
将所述目标车辆的目标当前转矩调整为所述第一目标转矩，以控制所述目标车辆在所述车道中心线所对应的范围内行驶。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述目标车辆在所述当前时刻与所述车道中心线的当前距离误差，包括：
确定相对位置，其中，所述相对位置表征所述目标车辆的前轮是否处于车道线的压线范围内；
根据所述相对位置以及所述目标车辆的当前转矩，确定所述目标车辆是否压线；
在确定所述目标车辆压线的情况下，确定所述目标车辆在所述当前时刻与所述车道中心线的当前距离误差。
9.一种车辆控制装置，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于确定目标车辆在当前时刻偏离车道中心线的当前偏离值；
预估模块，用于基于所述目标车辆的当前行驶信息，预估所述目标车辆在目标时刻偏离所述车道中心线的目标偏离值；
第二确定模块，用于基于所述当前偏离值和所述目标偏离值，确定目标转矩；
处理模块，用于将所述目标车辆的当前转矩调整为所述目标转矩，以控制所述目标车辆在所述车道中心线所对应的范围内行驶。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的车辆控制方法。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现用于运行程序，其中，所述程序被设置为运行时执行所述权利要求1至8任一项中所述的车辆控制方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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